CT灌注成像联合纹理分析在老年孤立性肺结节患者中的应用

张斌 雷晟东 李彦军 曲耀东

(定西市第二人民医院放射影像中心，甘肃 定西 743000)

准确诊断老年孤立性肺结节(SPN)的良恶性是胸部影像学研究的重点及难点，也是临床制定及实施治疗方案的基础，与患者预后密切相关。电子计算机断层扫描(CT)引导下经皮穿刺活检是鉴别诊断SPN良恶性的金标准，但该种方式为有创操作，老年SPN患者耐受力弱，临床大范围应用具有一定局限性〔1〕。因此，仍需寻求一种无创、准确的辅助诊断方法。CT是常用的影像学检查方法，CT灌注成像能准确反映结节内部血流灌注情况，在鉴别诊断SPN性质中有一定价值〔2〕；CT图像纹理分析可提供客观、定量的图像描述特征，可用于肿瘤病变的定性诊断中〔3〕。但关于二者联合用于老年SPN定性诊断中的相关报道不多，本研究拟分析 CT灌注成像联合纹理分析在老年SPN患者中的应用价值。

1 资料与方法

1.1一般资料 采用前瞻性随机试验方法，选取2018年3月至2020年10月定西市第二人民医院收治的经彩色多普勒超声明确有SPN的260例老年患者。纳入标准：①受检者及家属均悉知本研究详情后签署知情同意书；②经彩色多普勒超声明确存在SPN；③心、肝、肾功能正常；④精神及意识状态正常，可高度配合检查要求；⑤凝血功能正常。排除标准：①入组前1 w内有金属成分药物服用史；②合并甲状腺功能亢进、哮喘、癫痫、神经刺激症、幽闭恐惧症；③患血液疾病及传染性疾病；④过敏体质。

1.2CT扫描 选择GE-Optima 680 128层CT扫描机(美国GE公司)，患者取仰卧位，以先足后头的方式进床，要求患者深吸气后屏气直至扫描结束，扫描范围为肺底部至胸廓入口处。首先进行常规CT平扫；参数设置：管电流为280 mA，管电压为120 kV，螺距0.993∶1，以0.5～0.8 s/周进行旋转，层间距为5 mm，层厚0.625 mm，矩阵为512×512，采用标准算法重建。然后切换为cine扫描模式进行CT灌注成像扫描，选择missouri XD2001型高压注射器(德国Ulrich公司 )经肘正中静脉以3.0～3.5 ml/s的速率注射300 ml碘海醇造影剂(1.5 ml/kg)，扫描参数设置：管电压120 kV，管电流80 mA，视野36 cm×36 cm～40 cm×40 cm，扫描矩阵512×512，对比剂注射后25～30 s开始增强动脉期扫描，于60～65 s开始门静脉期扫描，于3～5 min开始延迟期扫描。然后将数据输入GE工作站(ADW4.2)，应用Perfusion 3-body tumor软件对病灶进行灌注成像分析，选择病灶的最佳层面勾画出结节和主动脉感兴趣区域(ROI)，以最大截面的60%面积为标准ROI，并避开结节肉眼可见的血管及坏死囊变区域，选择实性软组织区域进行测量，由分析软件得到SPN同层主动脉的血流量(BF)、血容量(BV)和通透性(P)等灌注参数。然后采用纵隔窗观察图像，选择显示结节最大径的轴位图像，测定结节的CT值及最大径，将病灶中心层面及相邻的两个层面调入MaZda后处理软件(Version4.6)进行纹理分析，沿距离病灶内缘1～2 mm手动勾画ROI，ROI勾画面积要大于病灶的2/3，且要最大程度涵盖所有病灶，然后采用灰度共生矩阵法提取SPN的纹理特征(熵值、偏度、最大值、对比度、均和)。

1.3CT引导下经皮穿刺活检 使用GE-Optima 680 128层CT扫描机及18 G×150 mm TSK半自动活检针(日本TSK株式会社)，严格依据相关操作进行CT引导下经皮穿刺活检操作，明确SPN的良恶性。

1.4临床资料收集方法 制作基线资料调查表，统计所有SPN患者性别、体重指数(BMI)、吸烟史、肺真菌病史、病灶直径、年龄等基线资料。

1.5统计学方法 使用SPSS24.0统计学软件进行Shapiro-Wilk正态分布检验、t检验、χ2检验；绘制受试者工作特征(ROC)曲线，检验CT灌注参数及CT纹理参数定性诊断SPN的价值，以曲线下面积(AUC)进行评价，当AUC≤0.50时，提示无诊断价值，0.500.90，提示诊断价值较高。

2 结 果

2.1不同性质SPN患者基线资料对比 经CT引导下经皮穿刺活检确诊恶性病变28例，良性病变232例。恶性SPN患者性别、BMI、吸烟史、肺真菌病史、病灶直径、年龄等与良性SPN患者比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 不同性质SPN患者基线资料对比〔n(%)〕

2.2不同性质SPN患者CT灌注参数及纹理参数结果 恶性SPN患者BV、BF、P及熵值、偏度、最大值均显著高于良性SPN患者，差异有统计学意义(P<0.001)；恶性SPN患者对比度、均和与良性SPN患者差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。

2.3CT纹理参数与灌注参数定性诊断SPN的效能分析 将SPN患者BV、BF、P及熵值、偏度、最大值作为检验变量，将SPN病变性质作为状态变量(1=恶性，0=良性)，绘制ROC曲线，结果显示，以联合诊断价值最好。依据ROC曲线得出BV、BF、P、熵值、偏度、最大值的截断值，在该截断值水平下，取特异度、敏感度，见表3、图1。

表3 CT纹理参数与灌注参数定性诊断SPN的效能分析

3 讨 论

良性与恶性老年SPN患者治疗方案及预后情况不尽相同，良性SPN患者实施药物治疗或微创手术治疗便可获得痊愈，预后情况较好；而恶性SPN患者往往需要依据结节恶变程度实施手术、放化疗等综合方案进行治疗〔4，5〕。因此，临床需采取科学合理的诊断方法来明确SPN患者病变性质。

随着CT技术的不断发展，CT灌注成像逐渐用于胸肺部病灶诊断中。CT灌注成像可直接反映出对比剂在扫描组织内灌注量的变化，从而评价组织灌注量及通透性，可用来鉴别诊断病变组织的良恶性〔6,7〕。本研究结果提示BV、BF、P等灌注参数均可作为SPN定性诊断的有效参数。分析其原因，BV是指血液在肿瘤内部脉管系统内的容量，反映组织血液灌注量。与良性SPN相比，恶性SPN受血管生成因子的刺激较大，结节内部血管数量可不断增多，血管大小也会不断增大，因而恶性SPN患者BV较良性SPN患者显著增加〔8,9〕。BF可定量反映组织内部血流量，与良性SPN患者相比，恶性SPN在内皮生长因子的刺激下生长迅速，结节内部血管生成丰富，血液供给较为丰富，因而恶性SPN患者BF较良性SPN患者明显增加〔10〕。P可直接反映结节组织的通透性，而恶性SPN患者细胞组织的恶性浸润程度较良性SPN更重，细胞代谢更为旺盛，因而细胞膜通透性可明显提升，P值不断增加〔7〕。但需要注意的是，SPN灌注参数受到机体炎症反应、患者年龄、既往肺部疾病史等多方面因素的影响，单纯进行CT灌注扫描仍存在漏诊及误诊，因而仍需寻求更为科学高效的联合定性诊断方案。

有研究指出，在CT平扫、增强扫描后进行CT纹理分析，可通过借助计算机定量提取CT图像中不被肉眼识别的纹理特征来定量反映组织间的细微差别与组织内在的异质性，可有效提升定性诊断的准确性〔11〕。本研究结果提示熵值、偏度、最大值等纹理参数可作为SPN定性诊断的有效参数。分析其原因为，熵值能有效反映图像纹理的规则程度及灰度分布的随机性，熵值越高，提示图像纹理信息越随机、越复杂，病变组织的异质性越高〔12〕。因恶性SPN更容易出现纤维化及钙化，内部常有物质沉积，影像学图像上主要反映为图像密度分布不均，病灶纹理表现更为复杂，因而恶性SPN患者的熵值较良性SPN患者更大〔13〕。有研究指出，偏度能反映病变组织的异质性，且和病变组织的异质性呈正相关〔14〕。与良性SPN患者相比，恶性SPN患者病灶内部成分更为复杂，新生成的肿瘤血管密度更大，血管基膜增厚更为明显，异质性程度更高，因而恶性SPN患者偏度明显高于良性SPN患者〔15,16〕。最大值可准确度量数据的离散度，良性SPN是由正常肺细胞异常增生引起的病变，内部出血及坏死较不常见，而恶性SPN容易出现坏死、出血及脂肪变性，且病灶成分更为复杂，数据离散度改变更大，因而恶性SPN患者纹理参数中的最大值较良性SPN患者高〔17〕。本研究结果表明临床可通过CT灌注成像联合纹理分析获取相应的参数来准确鉴别诊断SPN良恶性。

综上所述，CT灌注成像联合纹理分析可准确鉴别诊断老年SPN良恶性。